Экспериментальная стендовая база АО ГНЦ "Центр Келдыша" для проведения испытаний мощных энергодвигательных установок

Автор: Кошлаков Владимир Владимирович, Готовцев Кирилл Владимирович, Захаренков Леонид Эдуардович, Каревский Андрей Владимирович, Кирюшин Евгений Николаевич, Ловцов Александр Сергеевич, Ошев Юрий Аркадьевич, Семнкин Александр Вениаминович, Солодухин Александр Евгеньевич, Федотов Сергей Юрьевич, Федюнин Сергей Юрьевич, Цветков Андрей Георгиевич

Журнал: Космическая техника и технологии @ktt-energia

Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов

Статья в выпуске: 1 (36), 2022 года.

Бесплатный доступ

Расширение масштабов космической деятельности в околоземном пространстве и дальнем космосе требует повышения энергодвигательного обеспечения космических аппаратов до уровня сотен киловатт и более. Необходимым условием успешной реализации работ по созданию энергодвигательных установок такой мощности, в т. ч. с ядерными источниками энергии, является наличие полнофункциональной экспериментальной стендовой базы. В АО ГНЦ «Центр Келдыша» создана и успешно функционирует уникальная стендовая экспериментальная база, которая позволяет выполнять как исследовательские испытания, так и экспериментальную отработку ключевых составных частей мощных энергодвигательных установок в условиях, приближённых к штатным условиям эксплуатации. В статье приведено описание основных компонентов стендовой базы АО ГНЦ «Центр Келдыша», приведены некоторые результаты выполненных на ней работ, изложены перспективы её дальнейшего развития и использования при создании мощных энергодвигательных установок космического назначения.

Еще

Испытания, наземная экспериментальная отработка, система преобразования энергии, стендовая база, электроракетный двигатель, энергодвигательная установка

Короткий адрес: https://sciup.org/143178827

IDR: 143178827 | DOI: 10.33950/spacetech-2308-7625-2022-1-80-95

Список литературы Экспериментальная стендовая база АО ГНЦ "Центр Келдыша" для проведения испытаний мощных энергодвигательных установок

Пупко В.Я. Работы по ядерным установкам для космоса / / Атомная энергия. 1996. Т. 80. Вып. 5. С. 357-361.
Земляное А.Б., Косое Г.Л., Трау-бе В.А. Система морской космической разведки и целеуказания (история создания). СПб.: Галея-Принт, 2002. 216 с.
Богуш И.П., Грязное Г.М., Жаботинский Е.Е., Макаров А.Н., Сербин В.И., Труханов Ю.Л. Космическая термоэмиссионная ЯЭУ по программе «Топаз». Принципы конструкции и режимы работы // Атомная энергия. 1991. Т. 70. Вып. 4. С. 211-214.
Богуш И.П., Грязное Г.М., Жаботинский Е.Е., Макаров А.Н., Сербин В.И., Труханов Ю.Л, Визгалов А.В., Зродников А.В., Пупко В.Я. Основные задачи и результаты лётных испытаний ЯЭУ по программе «Топаз» // Атомная энергия. 1991. Т. 70. Вып. 4. С. 214-217.
Кухаркин Н.Е., Понамарев-Степной Н.Н., Усов В.А. Космическая ядерная энергетика (ядерные реакторы с термоэлектрическим и термоэмиссионным преобразованием — «Ромашка» и «Енисей») / Под ред. акад. РАН Н.Н. Пономарева-Степного. М.: ИздАт, 2012. 226 с.
Синявский В.В. Научно-технический задел по ядерному электроракетному межорбитальному буксиру «Геркулес» // Космическая техника и технологии. 2013. № 3. С. 25-45.
Синявский В.В. Методы и средства экспериментальных исследований и реакторных испытаний термоэмиссионных электрогенерирующих сборок. М.: Энергоатомиздат, 2000. 375 с.
Романов А.В. Теория комплексной оптимизации проектирования космических аппаратов с ядерными термоэмиссионными установками. СПб.: Профессионал, 2010. 472 с.
Кириллов А.С., Пышко А.П., Ро-маненко А.А., Ярыгин В.И. Реакторный исследовательско-испытательный комплекс // Космическая техника и технологии. 2020. № 4(31). С. 69-79.
Prometheus Project Final Report // National Aeronautics and Space Administration, Jet Propulsion Laboratory, CA Pasadena 982-R120461, October 1, 2005.
McGuire M.L., Martini M.C., Packard T.W., Weglian J.E. and Gilland J.H. Use of high-power Brayton nuclear electric propulsion (NEP) for a 2033 Mars round-trip mission // NASA/TM. 2006. 214106.
Steven A. Write, Milton E. Vernon and Paul Pickard. Small Scale Closed Brayton Cycle Dynamic Response Experiment Results. Sandia Report SAND2006 — 3485 (Unlimited Release) // Sandia National Laboratories. 2006.
David S. Hervol, Maxwell Briggs, A. Karl Owen and Thomas A. Lavelle. Experimental and Analytical Performance of a Dual Brayton Power Conversion System // NASA/TM. 2009. 215511.
David S. Hervol, Lee Mason, Art Birchenough and Luis Pinero. Experimental Investigations From the Operation of a 2 kW Brayton Power Conversion Unit and a Xenon Ion Thruster // NASA/TM. 2004. 212960.
Коротеев А.С., Акимов В.Н., Попов C.A. Проект создания транспортно-энергетического модуля на основе ядерной энергодвигательной установки мегаваттного класса // Полёт. 2011. № 4. С. 93-99.
Jansen, F., Bauer, W., Masson, F., Ruault, J.-M., Worms, J.-C., Detsis, E., Lassoudiere, F., Granjon, R., Gaia, E., Tosi, M.C., Koroteev A.S., Semenkin, A., Tinsley, T, Hodgson, Z, Koppel, Ch., Guimaräes, L.N.F. DEMOCRITOS Demonstrators for Realization of Nuclear Electric Propulsion of the European Roadmaps MEGAHIT & DiPoP // Special Issue of Transactions of Japan Society for Aeronautical and Space Sciences (JSASS)) for the Joint Conference 30th ISTS, 34th IEPC & 6th NSAT, submitted (2015).
Jansen F., Bauer W., Masson F., Ruault J.-M., Worms J.-C., Detsis E., Lassoudiere F., Granjon R., Gaia E., Tosi M.C., Koroteev A.S., Semenkin A.V., Tinsley T., Hodgson Z, Koppel Ch. and Guimaräes L.N.F. Step-by-step Realization of the International Nuclear Power and Propulsion System (INPPS) Mission // 66th International Astronautical Congress, Jerusalem, Israel, 2015, IAC-15. C4.7-C3.5.
Коротеев А.С. Новый этап развития космической энергетики // Вестник РАН. 2012. Т. 82. № 4. С. 317-322.
Кувшинова Е.Ю., Синицын А.А. Эффективность применения межорбитальных буксиров на основе ядерных электроракетных двигательных установок в транспортных операциях // Космонавтика и ракетостроение. 2010. № 3. С. 76-83.
Коротеев А.С., Ошев Ю.А., Попов С.А., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е. Ядерная энергодвигательная установка космического аппарата // Известия РАН. Энергетика. 2015. № 5. С. 45-59.
Андрианов Д.И., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Кирюшин Е.Н., Ошев Ю.А., Попов А.В., Попов С.А., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е., Терехов Д.Н., Штонда С.Ю. Особенности организации наземной экспериментальной отработки мощных ядерных энергодвигательных установок космического назначения // Космическая техника и технологии. 2018. № 2(21). С. 41-53.
Патент 2502975 РФ. МПК G01M 15/00. Стенд для испытаний мощного высокооборотного агрегата. Зайкин Н.С., Каревский А.В., Метелкина М.И., Нечаев В.Ю., Ошев Ю.А., Попов С.А., Семенкин А.В., Федотов С.Ю., Федюнин С.Ю., Чиков А.В.; заявитель и патентообладатель — Государственный научный центр Российской Федерации — федеральное государственное унитарное предприятие «Исследовательский центр им. М.В. Келдыша»; заявка 2013103632/06 от 29.01.2013 г. // Изобретения. Полезные модели. Опубликовано 27.12.2013 г.
Патент на полезную модель 119555 РФ. МПК H05B 3/40. Электрический нагреватель газа. Голиков А.Н., Метелкина М.И., Федотов С.Ю. заявитель и патентообладатель — Государственный научный центр Российской Федерации — федеральное государственное унитарное предприятие «Исследовательский центр им. М.В. Келдыша»; заявка 2011153459 от 27.12.2011 г. // Изобретения. Полезные модели. Опубликовано 20.08.2012 г.
Патент 2677258 РФ. МПК H02J 3/12. Способ управления автономной энергоустановкой (варианты). Икса-нов Х.С., Каревский А.В.; Ошев Ю.А.; Семенкин А.В., Федюнин С.Ю.; заявитель и патентообладатель — Государственный научный центр Российской Федерации — федеральное государственное унитарное предприятие «Исследовательский центр им. М.В. Келдыша»; заявка 2017135636 от 05.10.2017 г. // Изобретения. Полезные модели. Опубликовано 16.01.2019 г.
Gorshkov O. A., Ilyin, A.A. and Rizakhanov R.N. New Large Facility for High-Power Electric Propulsion Tests // Proceedings of the 6th Propulsion for Space Transportation of the XXI Century Symposium, Paper S20_2, Versailles, France, 2002.
Коротеев А.С., Готовцев К.В., Захаренков Л.Э., Каревский А.В., Ловцов А.С., Ошев Ю.А., Селиванов М.Ю., Семёнкин А.В., Солодухин А.Е. Совместное функционирование электроракетных двигателей и системы газотурбинного преобразования энергии в составе энергодвигательной установки космического назначения // Известия РАН. Энергетика. 2020. № 1. С. 3-20.
Центр Келдыша: нанотехноло-гии, плазмотроны, ионные двигатели, ядерный буксир. Режим доступа: http:/www.tvroscosmos.ru/6780/ (дата обращения 21.04.2021 г.).

Еще

Статья научная